Impact et évolution de l'enveloppe virale du VIH-1 dans la résistance aux inhibiteurs d'entrée

Le virus de l’immunodeficience humaine de type 1 (VIH-1) est l’agent etiologique du SIDA. Il penetre dans les cellules cibles par fusion membranaire mediee par le complexe enveloppe (Env) exprime a la surface du virion. Le complexe est constitue d’une sous-unite de surface (gp120), et d’une sous-unite transmembranaire (gp41), exprimees sous forme trimerique. La liaison de gp120 au recepteur CD4 induit un premier changement de conformation qui expose la boucle hypervariable V3. Cette derniere lie un corecepteur, CCR5 et/ou CXCR4, induisant de nouveaux changements conformationnels au niveau de gp41 qui aboutissent a l’insertion du peptide de fusion, situe a l’extremite N-terminale de gp41, dans la membrane de la cellule cible. Suite a la liaison du corecepteur, la region « heptad repeat 1 » (HR1) de gp41 interagit avec la region « heptad repeat 2 » (HR2) du meme monomere pour former une structure coiled-coil hexamerique. Ce repliement permet le rapprochement des membranes virale et cellulaire, conduisant a la fusion des membranes.Le processus d’entree constitue une cible de choix pour inhiber la propagation du virus et a l’heure actuelle, il existe deux classes d’inhibiteurs d’entree utilises en clinique : les inhibiteurs de fusion et les inhibiteurs du CCR5. Le but de ce travail de these est l’etude des determinants de l’enveloppe virale impliques dans l’echappement du VIH-1 au traitement avec des inhibiteurs de fusion et de l’entree.La premiere partie de ce travail de these a etudiee l’effet modulateur des determinants de l’enveloppe virale sur le niveau de resistance et de l’infectivite des virus primaires porteurs de mutations de resistance a l’enfuvirtide dans HR1 et de mutations compensatrices dans HR2. Nous avons selectionne 5 patients ayant recu un traitement a long terme incluant de l’enfuvirtide. Les enveloppes de virus ont ete clonees a partir d’echantillons plasmatiques sequentiels, preleves avant le debut du traitement et pendant le suivi du traitement a l’enfuvirtide. Les sequences ont ete caracterisees genotypiquement et phenotypiquement a l’aide de tests viraux recombinants mis au point a cet effet, et ciblant soit la region HR1-HR2, soit l’enveloppe entiere. Pour les echantillons pre-therapeutiques, les virus recombinants Env exprimaient des taux de sensibilite a l’enfuvirtide plus variables que les virus recombinants HR1-HR2, et une sensibilite a l’enfuvirtide significativement moindre que les virus HR1-HR2, indiquant que le contexte genetique de l’enveloppe affecte directement le niveau de susceptibilite du virus envers l’enfuvirtide. Apres echec virologique, l’analyse phenotypique comparative des virus resistants suggere que les regions HR1-HR2 contiennent, a elles seules, les determinants qui regissent la resistance. Le seul facteur associe a une modulation significative de la resistance est le tropisme. L’infectivite des virus Env a augmente au cours du temps, alors que pour les virus HR1-HR2, l’infectivite est restee stable. Nos resultats suggerent donc que le niveau de resistance confere un avantage selectif initial sous pression selective par l’enfuvirtide, alors que, une fois le niveau de resistance optimise, l’infectivite des virus resistants est le facteur qui determine la selection des virus sous pression de selection prolongee.La deuxieme partie de notre travail a ete consacree au role des virus dans des sites sanctuaires tels que le systeme nerveux central, et au role de sequences archivees dans les PBMCs dans l’echappement aux inhibiteurs d’entree.Dans une premiere etude clinique, nous avons illustre le role direct de la suppression incomplete du virus dans le systeme nerveux central dans l’acquisition de mutations de resistance a l’enfuvirtide et dans l’echec virologique. Le genotypage des virus plasmatiques et des virus isoles du liquide cephalo-rachidien d’un patient en echec de traitement a montre que la mutation de resistance a l’enfuvirtide etait apparue dans le liquide cephalo-rachidien avant qu’elle ne devienne detectable dans le plasma, au moment de l’echec virologique. Le virus plasmatique resistant etait phylogenetiquement proche du virus resistant isole a partir du LCR, suggerant que la mutation de resistance a emerge dans ce compartiment. Ainsi, la penetration incomplete des antiretroviraux dans le systeme nerveux central a abouti a la selection de virus resistants, qui ont ensuite traverse la barriere cephalo-rachidienne pour atteindre la circulation peripherique.Dans une seconde etude clinique, la caracterisation genotypique et phenotypique du tropisme de virus plasmatiques et cellulaires de deux patients en echec de traitement par du maraviroc ainsi que l’analyse phylogenetique retrospective nous a permis de mettre en evidence l’importance de la recombinaison genetique dans la diversification des populations virales et son importance dans l’echec therapeutique au maraviroc par l’emergence de virus X4. Par cette etude nous avons egalement pu souligner l’importance de l’administration iatrogene d’interleukine-2 sur la distribution et la modulation des populations X4 et R5 au niveau des compartiments cellulaires et plasmatiques et son importance dans l’echec therapeutique au maraviroc.En conclusions, nos resultats ont permis de mettre en evidence le pouvoir adaptatif du VIH-1 dans l’echappement au traitement aux inhibiteurs de l’entree ainsi que le role majeur des sites sanctuaires et des virus archives.